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追忆哈勃和当时的科学家:那天,我们发现了宇宙

来源:奇闻呀(www.qiwenya.com)时间:2022-08-24 16:54作者:手机阅读>>

追忆哈勃和当时的科学家:那天,我们发现了宇宙

在二十世纪初的时候,人们认为银河系就是整个宇宙,范围大约是数万光年;所有看得到的星星,全都在银河系内。把这个认知推翻的功绩,我们如今归诸于哈伯,不过他是站在哪些前人的研究基础上,又是在什么样的社会脉络下,造就他如今的历史定位?

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故事的开端发生在美国最古老的洛厄尔天文台 (Lowell Observatory) ,当初这座天文台主要的工作是观测火星人(别怀疑,他们是认真的)。 1913 年某一天,在洛厄尔天文台工作的天文学家斯里弗 (Vesto Slipher) ,接到了台长指示,要对仙女座“星云”进行观测,因为当时天文学家认为星云是银河系中的星尘,研究星云可借此了解行星的组成成分。斯里弗对仙女座“星云”进行光谱分析,意外发现包括仙女座在内,许多星云都有红移现象,显示它们运动速度极快,且大多离我们远去,看起来不像是在银河系中。他其实算是第一个观测到宇宙扩张现象的人,只是他当时并未理解到这个事实,后来光彩大多被哈伯给抢走。

要证明宇宙扩张现象,无可避免地一定要有星体测距的技术,但是这对于在地球上进行观测的二维星空来说,是一件非常困难的事。哈伯所用观测变星亮度的测距方法,要归功于哈佛天文台的女性天文学家勒维特 (Henrietta Swan Leavitt) 。值得一提的是勒维特并非哈佛天文台聘雇的天文学家,而是当时的台长皮克林 (Edward Charles Pickering) 找来整理大量观测资料,被戏称为“皮克林的后宫”的女性“计算员”其中一员;但她整理出来的资料可真够吓人的了,一共列举了 1,777 颗变星,并以此归纳出造父变星的绝对亮度,与变化周期成正比的关系,由此奠定测量绝对亮度来推估距离的基础。

实际上去观测变星亮度,并且计算其距离的,首推威尔逊山天文台 (Mount Wilson Observatory) 的天文学家沙普利 (Harlow Shapley) 。他根据透过 60 英吋海尔望远镜,所观测球状星团中造父变星的结果,推估这些星团与太阳系之间的距离,结果发现太阳系非但不是座落在银河系中心,实际上反而离中心十分遥远,有 65,000 光年之谱;整个银河系的大小事实上达到 30 万光年,比原先大家想的大了一个数量级。奇闻呀 WWw.QiweNyA.CoM

最后轮到哈伯登场,他在 1919 年利用威尔逊山天文台新落成的 100 英吋虎克望远镜,完成他的关键计算,确定了许多所谓的“星云”,其实是银河系外的星系。他在仙女座“星云”里找到一颗造父变星,并借此推估出仙女座距离太阳系有 250 万光年之遥,远远超出人们原先的预期。很明显地仙女座并非是星云,而是位在银河系之外的独立星系,人类也因此确认了宇宙的范围,绝对不仅止于银河系的事实。

在 30 年后,已经名满天下的哈伯,又主持了位于帕洛马山天文台 (Palomar Observatory) , 200 英吋海尔望远镜的观测工作。工欲善其事,必先利其器,从哈伯靠着大口径望远镜功成名就的事实,我们发现实验器材对于科学的发展,有时候比起先行的观念,具有更关键的影响力;而一个像美国当时那样富足的社会,对于科学发展不遗余力的赞助,更是加速研究突破不可或缺的推手。

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